SU1297009A1 - Adaptive control system for objects with delaying - Google Patents
Adaptive control system for objects with delaying Download PDFInfo
- Publication number
- SU1297009A1 SU1297009A1 SU853938727A SU3938727A SU1297009A1 SU 1297009 A1 SU1297009 A1 SU 1297009A1 SU 853938727 A SU853938727 A SU 853938727A SU 3938727 A SU3938727 A SU 3938727A SU 1297009 A1 SU1297009 A1 SU 1297009A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- block
- unit
- inputs
- model
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобрете ние относитс к системам автоматического управлени объектами с нестационарными динамическими характеристиками , включа врем запаздывани , и может быть использовано в промышленности и при исследовании характеристик объектов с неизвестными параметрами. Цель изобретени - повышение качества управлени и расширение функциональных возможностей. Адаптивна система управлени тами с запаздыванием содержит задат- чик 1, элемент 2 сравнени , регул - top 3, объект управлени 4, блок 5 аналого-цифровых преобразователей, блок 6 идентификации параметров математической модели объекта управлени , блок 7 вычислени весовых функций по модели высокого пор дка, блок 8 вычислени весовых функций по модели низкого пор дка, блок 9 нахождени функции ошибок, блок 10 оценки истинного времени запаздывани объекта, блок 11 оценки параметров модели низкого пор дка, блок 12 настройки коэффициентов регул тора. Цель изобретени достигаетс за счет введени блоков 5-12. 1 ил. с 9 сл to г о о соThe invention relates to systems of automatic control of objects with non-stationary dynamic characteristics, including latency, and can be used in industry and in the study of the characteristics of objects with unknown parameters. The purpose of the invention is to improve the quality of control and expansion of functionality. Adaptive control system with a delay contains a setpoint 1, a comparison element 2, a control top 3, a control object 4, a block 5 of analog-digital converters, a block 6 of identifying parameters of a mathematical model of a control object, a block 7 calculating weight functions based on a high-pore model yes, block 8 for calculating weight functions from a low-order model, block 9 for finding the error function, block 10 for estimating the real object lag time, block 11 for estimating parameters of a low-order model, block 12 for adjusting the coefficients of registers street torah. The purpose of the invention is achieved by the introduction of blocks 5-12. 1 il. from 9 to to about about with
Description
Изобретение относитс к системам автоматического управлени объектами с нестационарными динамическими характеристиками , включа врем запаздывани , и может быть использовано дл адаптивного управлени в различных отрасл х промышленности и при исследовании характеристик объектов с неизвестными параметрами.The invention relates to systems for the automatic control of objects with non-stationary dynamic characteristics, including latency, and can be used for adaptive control in various industries and in the study of the characteristics of objects with unknown parameters.
Целью изобретени вл етс повышение качества управлени и расширение функциональных возможностей.The aim of the invention is to improve the quality of control and expansion of functionality.
На чертеже представлена функциональна схема системы адаптивного управлени объектами с переменным за паздыванием.The drawing shows a functional diagram of the system of adaptive control of objects with variable behind the lag.
Система содержит задатчик 1, элемент 2 сравнени , регул тор 3, объект 4 управлени , блок 5 аналого- цифровых преобразователей, блок .6 идентификации параметров математической модели объекта управлени , блок 7 вычислени весовых функций объекта по модели высокого пор дка, блок 8 вычислени весовых функций объекта по модели низкого пор дка, блок 9 нахождени функции ошибок, блок 10 оценки истинного времени запаздывани объекта, блок 11 оценки параметров Модели низкого пор дка., блок 12 настройки коэффициентов регул тора.The system contains a setting device 1, a comparison element 2, a controller 3, a control object 4, an analog-to-digital converter unit 5, a parameter .6 parameter identification block for a mathematical model of the control object, a block 7 for calculating object weight functions from a high-order model, a block 8 for calculating weight object functions by the low-order model, unit 9 for finding the error function, unit 10 for estimating the true object lag time, unit 11 for estimating the parameters for the Low-order Model, unit 12 for adjusting the controller coefficients.
Адаптивна система управлени состоит из двух контуров и работает сле- I, образом.The adaptive control system consists of two circuits and operates in the following manner.
Первый контур содержит задатчик 1, элемент 2 сравнени , регул тор 3 и объект 4 управлени . На первый вход регул тора 3 поступает ошибка регуВторой контур предназначен дл настройки коэффициентов регул тора в соответствии с изменением динамических характеристик объекта и содержит блоки 5-12. На входы блока 5 поступают аналоговые сигналы с входа и выхода объекта, а также измер емого возмущени , которые преобразуютс в цифровую форму и подаютс на вход блока 6 идентификации параметров модели объекта в видеThe first circuit contains the setting device 1, the reference element 2, the controller 3 and the control object 4. The first input of the regulator 3 receives an error Regulatory circuit is designed to adjust the coefficients of the regulator in accordance with the change of the dynamic characteristics of the object and contains blocks 5-12. The inputs of block 5 receive analog signals from the input and output of the object, as well as the measured disturbance, which are converted into digital form and fed to the input of the block 6 for identifying the parameters of the object model in the form
hh
У -У а. у +111 . + ZIIc.V Do ya y +111. + ZIIc.V
7ГГ - trr tr 7 7ГГ - trr tr 7
30thirty
(3)(3)
3535
ответствии с закономaccording to law
где V - измер емое возмущение наwhere V is the measured perturbation on
входе объекта; а,the entrance of the object; but,
с. - коэффициенты полиномов авторегрессивной модели скольз щего среднего.with. - coefficients of polynomials of the autoregressive moving average model.
Пор док полиномов А, С равен m 2,3; пор док полинома В равен m+d, где с1 - максимально возможное врем запаздывани объекта, лировани с выхода элемента 2 сравне- Q реализует процедуру оценки ни , котора используетс дл выра- коэффициентов а-., b V, с. на каждом ботки управл ющего воздействи в со- периоде дискретизавди в соответствииThe order of the polynomials A, C is m 2.3; the order of the polynomial B is equal to m + d, where c1 is the maximum possible time lag of the object, from the output of element 2 versus Q, it implements the estimation procedure that is used to express the coefficients a-., b V, c. on each control action in the co-sampling period according to
с новыми измерени ми входа, выхода with new measurements of input, output
.. / f возмущени объекта с помощью раси LR( У,) - Ф(k+ d,k} J/Q, (1) j щцренного рекуррентного метода наи- измерени входа и выхода 1,еньших квадратов. Модель (3) учитывает все возможные значени времени запаздывани EI определ емом экспериментально диапазоне значений d зт 50 нул до d , но она не подходит дл вычислени коэффициентов регул тора из-за высокого пор дка. Вычислительна процедура становитс слишком сложной. Поэтому дл этой цели истичной ошибки предсказа- пользуетс модель низкого пор дка ние выхода объекта, оп- , „„„о.. / f perturbing an object using racy LR (Y,) - F (k + d, k} J / Q, (1) j of the conventional recurrent method for measuring input and output 1, least squares. The model (3) takes into account all possible values of the delay time EI of the experimentally determined range of values of d from 50 to zero d, but it is not suitable for calculating the controller coefficients due to the high order. The computational procedure becomes too complicated. Therefore, a low order of exit of the object, op-, "" "about
где иwhere and
Y -Y -
SK dSK d
объекта в момент k; ошибка регулировани i дискретное врем запаз- дывани объекта, равное целому числу периодов дискретизации измерений , Ф(k+ d,,k)- оптимальное в смысле минимума среднеквадраредел емое уравнениемobject at time k; the regulation error i is the discrete time delay of the object, equal to an integer number of measurement sampling periods, Ф (k + d ,, k) is the minimum squared optimal equation in the sense of minimum
mm+c/mm + c /
oA(k+d,k)-E:f,Y.,+11: g.u.,. +oA (k + d, k) -E: f, Y., + 11: g.u.,. +
« -& - Ь --. “- & - b -.
i;0i; 0
i 0i 0
(4)(four)
+ )Ф/ (k + d-i,k-i),+) F / (k + d-i, k-i),
(2)(2)
где f., g.where f., g.
с -коэффициенты регул - ра, настраиваемые в соответствии с изменением динамических характеристик объекта;с - regulating factors adjusted according to the change of the dynamic characteristics of the object;
m - пор док модели объекта;m is the order of the object model;
R, Q - коэффициенты настройки регул тора на требуемую точность и скорость отслеживани задани .R, Q are the adjustment factors of the controller for the required accuracy and speed of tracking the task.
Второй контур предназначен дл настройки коэффициентов регул тора в соответствии с изменением динамических характеристик объекта и содержит блоки 5-12. На входы блока 5 поступают аналоговые сигналы с входа и выхода объекта, а также измер емого возмущени , которые преобразуютс в цифровую форму и подаютс на вход блока 6 идентификации параметров модели объекта в видеThe second circuit is designed to adjust the coefficients of the controller in accordance with the change of the dynamic characteristics of the object and contains blocks 5-12. The inputs of block 5 receive analog signals from the input and output of the object, as well as the measured disturbance, which are converted into digital form and fed to the input of the block 6 for identifying the parameters of the object model in the form
hh
У -У а. у +111 . + ZIIc.V Do ya y +111. + ZIIc.V
7ГГ - trr tr 7 7ГГ - trr tr 7
(3)(3)
где V - измер емое возмущение наwhere V is the measured perturbation on
« -& - Ь --. “- & - b -.
(4)(four)
где d - оценка истинного времени запаздывани объекта. Дл оценки d используетс метод вычислени и сравнени весовых функций объекта по модели (3) и по модели (4), причем по модели (4) вычисл ютс импульсные характеристики дл каждого значени d. ; в диапазоне О, ..., выходов блока 6 идентификации параметров объекта оценки а., Ь, с. коэффициентов модели (3) поступают на входы блоков 7, 8, 11 и 12, В блоке 7 вычисл етс весова функци H(Z) (2) объекта как обратное Z-преобразование модели (3), т.е.where d is the estimate of the true object lag time. To estimate d, the method of calculating and comparing the weight functions of an object is used according to model (3) and model (4), and impulse characteristics are calculated for model d (4). ; in the range O, ..., the outputs of block 6 of the identification of the parameters of the object under assessment a., b, c. the coefficients of model (3) are fed to the inputs of blocks 7, 8, 11, and 12; In block 7, the weight function H (Z) (2) of the object is calculated as the inverse Z-transform of model (3), i.e.
h h
ЬЛ ьл - а b.LL - a b.
1 2 11 2 1
С выхода блока 7 отсчеты весовой функции (5) поступают на вторые входы блока 8 вычислени весовой функции по модели низкого- пор дка, на первые 25 входы которого подаютс оценки коэф чFrom the output of block 7, the samples of the weight function (5) are fed to the second inputs of the block 8 for calculating the weight function using a low-order model, the first 25 inputs of which are used to estimate the coefficients h
фициентов а , Ь. из блока 6 идентификации . В блоке 8 реализуетс процедура обратного Z-преобразовани дл модели (4), в результате чего опре- 30 дел ютс отсчеты весовой функции дл модели низкого пор дка (4)of individuals a, b. from block 6 identification. In block 8, an inverse Z transform procedure is implemented for the model (4), as a result of which the counts of the weight function for the low-order model (4) are determined
h, h ... h 0;h, h ... h 0;
лl
hh
d + 1d + 1
...h.... h.
h h
h , - b . h, - b.
hT + cr+i m + d + ihT + cr + i m + d + i
Весовые функции (6) вычисл ютс дл всего диапазона значений времениWeight functions (6) are calculated for the entire range of time values.
-Л-L
запаздывани О, ..., d - 1.delays O, ..., d - 1.
Отсчеты весовых функций, вычисленные в блоках 7 и 8, подаютс в блок 9 дл на:хождени функции ошибок S (d;-), определ емой соотношением .i л The samples of the weight functions calculated in blocks 7 and 8 are served in block 9 to: go to the error function S (d ;-), defined by the ratio .i l
Псь);Ps);
S(di) S (di)
О, k d; +1, ... d. + m; (7)Oh, k d; +1, ... d. + m; (7)
- 1,- one,
Пш -iv)sPs -iv) s
.1 .one
L Vd, 0, ... d, де N T /T, ;L Vd, 0, ... d, de N T / T,;
ТT
уэuh
характеристикой 95% установившегос значени i Tj - период дискретизации.characteristic 95% of the steady state value i Tj is the sampling period.
95 -S . 5595 -S. 55
- врем достижени переходной- time to reach the transition
Значени функции ошибок S(d р поступают в блок 10, где определ етс минимальное значениеThe values of the error function S (d p are received in block 10, where the minimum value is determined
SS
. (d;) min{s(d. )1 ,V-d., . . .d,- 1.. (d;) min {s (d.) 1, V – d.,. . .d, - 1.
Значение d;, при котором S(dj) принимает мин1«.1альное значение, вл етс искомой оценкой времени запаздывани объекта. Она передаетс на третий вход блока 11, на второй вход которого подшотс отсчеты весовой функции H(Z) из блока 7, а на третий - коэффициенты а; из блока 6. В блоке 11 вычисл ютс оценки коэффициентов bj модели (4) в соответствии с уравнени миThe value d; at which S (dj) takes a min1 ".1value, is the desired estimate of the object's lag time. It is transmitted to the third input of block 11, to the second input of which podshots samples of the weight function H (Z) from block 7, and to the third - the coefficients a; from block 6. In block 11, estimates of the coefficients bj of model (4) are calculated in accordance with equations
3535
40 40
45 45
5050
5555
2020
25 30 25 30
b h ; 1 1 db h; 1 1 d
b, Ц, , b, t,,
(8)(eight)
кото рыё вместе с оценкой d времени запаздывани подаютс на вторые входы блока 12 настройки коэффициентов регул тора, на первые в..оды которого подаютс значени коэфф1щиентов З; , с,- из блока 6 рщентификации. В блоке 12 обновл ютс коэффициенты f , g., с- о регул тора (2) в соответствии с новыми коэффициентa iи модели а. , 6 , с- , которые характеризуют динамику объ- екта в данный момент времени. Коэффициенты регул тора fj, g, с и оценка d времени запаздывани подаютс на второй вход регул тора 3, который реализует закон управлени (1).which, together with the estimate d of the delay time, are fed to the second inputs of the block 12 for adjusting the controller coefficients, the first inputs of which are the values of the coefficients 3; , c, from the identification block 6. In block 12, the coefficients f, g., C-o of the controller (2) are updated in accordance with the new coefficients i and model a. , 6, с-, which characterize the dynamics of an object at a given time. The coefficients of the controller fj, g, c and the estimate d of the delay time are fed to the second input of the controller 3, which implements the control law (1).
Таким образом, замкнутый контур регулировани вл етс адаптивным по отношению к переменным динамическим характеристикам объекта, включа врем запаздывани , что способствует существенному повышению динамической точности стабилизации выхода объекта на задаваемом уровне.Thus, the closed loop control is adaptive with respect to the variable dynamic characteristics of the object, including the lag time, which contributes to a significant increase in the dynamic accuracy of the stabilization of the object's output at a given level.
Исполъзование изобретени позвол ет увеличить динамическую точность регулировани выходной переменной в услови х нестационарности динамических характеристик объекта и вли ни измер емых входных возмущений. Точность регулировани выходной переменной объекта в услови х медленного изменени его динамических характеристик выше по сравнению с классическим алгоритмом НЦУ на 20-40%.The use of the invention allows to increase the dynamic accuracy of the adjustment of the output variable under the conditions of non-stationarity of the dynamic characteristics of the object and the influence of the measured input disturbances. The accuracy of controlling the output variable of an object under the conditions of a slow change in its dynamic characteristics is higher than the classical algorithm of the NCU by 20–40%.
ормулаformula
иand
5 3 о5 3 o
1212
бретени bratis
Адаптивна система управлени объектами с запаздьгоанием, содержаща последовательно соединенные задат- чик, элемент сравнени , регул тор, объект управлени , выход которого соединен с вычитающим входом элемента сравнени , отличающа с тем, что, с целью повышени качества управлени и расширени функциональных возможностей, в нее введены блок аналого-цифровых преобразователей, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом и выходом объекта, третий вход - с входом возмущающего воздействи , а выходы - с входами блока идентификации параметров математической модели объекта управлени , выходы которого соединены с входами блока вычислени весовых функций объекта по модели высокого пор дка, блока вычислени An adaptive object management system with a lag, containing a serially connected master, a reference element, a controller, a control object, the output of which is connected to the subtractive input of the comparison element, which in order to improve the quality of control and expand functionality An analog-to-digital converter unit was introduced, the first and second inputs of which are connected respectively to the input and output of the object, the third input to the disturbing input, and the outputs to the inputs of the unit identifying a mathematical model of control object parameters, whose outputs are connected to inputs of the block for calculating the weight functions of the object of high-order model calculating unit
Редактор И.Рыбченко Заказ 779/50Editor I.Rybchenko Order 779/50
Составитель В.БашкировCompiled by V. Bashkirov
Техред А.Кравчук Корректор Н.КорольTehred A. Kravchuk Proofreader N. Korol
Тираж 864 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРCirculation 864 Subscription VNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
12970091297009
весовых функций объекта по модели низкого пор дка, блока оценки параметров модели низкого пор дка и блока настройки коэффициентов регул тора,the weight functions of the object according to the low-order model, the low-order model parameter evaluation unit, and the coefficient of adjustment of the controller coefficients,
вторые входы которого соединены с выходами блока оценки параметров модели низкого пор дка, а выходы - с входами регул тора, выходы блока вычислени весовых функций объекта поthe second inputs of which are connected to the outputs of the low-order model parameter evaluation unit, and the outputs are connected to the controller inputs, the outputs of the object weight function calculation block are
модели низкого пор дка соединены с входами блока нахозкдени функции ошибок , вторые входы которого соединены с выходами блока вычислени весовых функций объекта по модели высокогоthe low-order models are connected to the inputs of the error function nazkdeni unit, the second inputs of which are connected to the outputs of the unit for calculating the weight functions of the object according to the high model
пор дка и с вторьми входами блока вычислени весовых функций объекта по модели низкого пор дка и блока оценки параметров модели низкого пор дка , а выходы - с входами блокаthe order and with the second inputs of the unit for calculating the weight functions of the object according to the low order model and the parameter estimation unit of the low order model, and the outputs with the inputs of the unit
оценки истинного времени запаздывани объекта, выходы которого соединены с третьими входами блока оценки параметров модели Низкого пор дка.estimates of the true object lag time, the outputs of which are connected to the third inputs of the Low Order Model Parameter Estimation Unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853938727A SU1297009A1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Adaptive control system for objects with delaying |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853938727A SU1297009A1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Adaptive control system for objects with delaying |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1297009A1 true SU1297009A1 (en) | 1987-03-15 |
Family
ID=21192369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853938727A SU1297009A1 (en) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Adaptive control system for objects with delaying |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1297009A1 (en) |
-
1985
- 1985-07-31 SU SU853938727A patent/SU1297009A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1015336, кл. G 03 В 13/02, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2950513B2 (en) | Statistical set point bias control method and apparatus | |
AU2014224076B2 (en) | Brake controller for towed vehicle braking system and method | |
CN109508510B (en) | Improved Kalman filtering-based rubidium atomic clock parameter estimation algorithm | |
KR100354410B1 (en) | Process control method and device | |
SU1297009A1 (en) | Adaptive control system for objects with delaying | |
KR100897599B1 (en) | Dc power supply utilizing real time estimation of dynamic impedance | |
RU2211470C2 (en) | Adaptive digital combined control system of unsteady technological objects | |
Oliferovich et al. | The use of harmonic identification algorithms to air heat exchanger | |
RU2231819C2 (en) | Adaptive control system with double-stage identifier and with implicit pattern model | |
SU1149215A1 (en) | Adaptive control | |
SU1070507A1 (en) | Adaptive system for monitoring and control | |
KR101572241B1 (en) | Control system with robust control capability | |
SU999017A1 (en) | Device for indirect measuring of disturbances | |
SU1640672A1 (en) | Automatic control system | |
RU2422743C1 (en) | Digital adaptive system for bulk material drying process control | |
RU2166788C1 (en) | Adaptive digital control system for transientcharacteristic process equipment | |
SU1029140A1 (en) | Extremum control system | |
SU855607A1 (en) | Regulator | |
SU697967A1 (en) | Device for pulse regulation | |
RU2066471C1 (en) | Adaptive balance for controlled excitation | |
RU2012032C1 (en) | Method for retarded control of two-stage object | |
SU543920A1 (en) | The method of forming a signal to adjust the parameters of the controller in the system of automatic regulation | |
SU987575A1 (en) | Speed-wise quasioptimal control system | |
SU1397875A1 (en) | System for regulating an object with delay | |
SU1223258A1 (en) | Device for determining unbiased average value of non-stationary random process |